本国へ帰国して修理を行った後、1944年1月にスカパ・フローで第3駆逐艦戦隊（3rd Destroyer Flotilla）へ加わったピオルンは援ソ船団の護衛を行うと共に、ノルウェー所在の船舶への空襲（ベイリーフ作戦）やドイツ海軍の戦艦ティルピッツへの空襲作戦（タングステン作戦）などノルウェー近海で活動を行う空母機動部隊を護衛した。第10駆逐艦戦隊（10th Destroyer Flotilla）へ転籍したピオルンは、僚艦のイギリス海軍のジャベリン、ターター、アシャンティ、エスキモー、カナダ海軍のハイダ、ヒューロン、ポーランド海軍のブリスカヴィカと共にノルマンディー上陸作戦を支援した。6月9日にピオルンを含む第10駆逐艦戦隊とドイツ海軍の駆逐艦Z24、Z32、ZH1、水雷艇T24との間で戦闘が発生した（ブルターニュ沖海戦）。この海戦で戦隊はZH1を自沈に追い込みZ32を擱座させた。6月13日にはル・アーヴルへ魚雷を輸送中のドイツ掃海艇隊を攻撃し、M343を撃沈し1隻を擱座させ残る全てに損傷を負わせた。その後はビスケー湾でドイツの艦艇掃討に従事し、8月12日に軽巡洋艦ダイアデムと駆逐艦オンズローと共にドイツの機雷原突破艦7号（Sperbrecher 7）を沈めた。9月20日にはブリスカヴィカと共にフランスのレジスタンスを支援し、年末までプリマス管区（Plymouth Command）で哨戒と船団護衛を実施した。1945年に入るとピオルンは第8駆逐艦戦隊（8th Destroyer Flotilla）に加わり本国近海で活動を続けた。ドイツ降伏後の6月には第3駆逐艦戦隊へ移り、ノルウェーの再占領を支援した。ピオルンはデッドライト作戦（Operation Deadlight）に参加し、接収したUボートの自沈処分を行った。
天才的な観察眼と推理力を持つ、世界でたった一人の「顧問探偵」(consulting detective) である。ロンドンのベイカー街221Bにあるハドスン夫人所有のアパートで、相棒のジョン・H・ワトスン医師と共同生活をしている。容姿は『緋色の研究』で詳しく描かれている。体格は痩身で身長は少なくとも6フィート（約183センチメートル）以上の長身、鷲鼻で角張った顎が目立つ。作者のドイル自身はとがった鼻のインディアンの様な風貌を想像していたという。性格は極めて冷静沈着。行動力に富み、いざ現場に行けば地面を這ってでも事件の一端を逃すまいと血気盛んになる活動家。反対に兄のマイクロフト・ホームズは、シャーロックよりも鋭敏な頭脳を持つが、捜査に興味がない為に探偵にはならなかった（「ギリシャ語通訳」）。ヴァイオリンの演奏にも長けており、ストラディヴァリ製のヴァイオリンを所有している。ボクシングはプロ級（当時はベアナックルの「ロンドン・プライズリング・ルールズ」から「クインズベリー・ルール」へ変更した直後）の腕前。拳銃射撃も弾痕でアルファベットを描けるほどの腕前（「マスグレーヴ家の儀式」）。化学実験を趣味とする。ヘビースモーカーであり、ペルシャスリッパの中にタバコをしまう奇妙な性癖があった。事件がなく退屈すると、コカインやモルヒネを使う薬物依存があった（当時は合法であった）。薬物に手を出すのはワトソンが何年もかけて止めさせた（但し完全に止めたわけではなく、いずれ再発する可能性があったようだ）。後年になるとこういったディレッタント風の退廃的な生活態度をやめ、野山や草木に親しむ保守的な英国紳士風の様子を見せるようになる。生年月日や家族など私的な事柄については、本編中にはっきりした記述はない。「最後の挨拶」で"the man of sixty"とあるのがホームズの年齢に関するほとんど唯一の記述である。ただ、生年月日は1854年1月6日とする説が有力である。また、出身はイングランドのヨークシャー州北ライディングという説が有力である。家族については、兄のマイクロフト以外はほとんど言及がない。本人は、先祖は地方の地主で、祖母がフランスの画家オラース・ヴェルネの姉妹だと述べている（「ギリシャ語通訳」）。また、ワトソンが開業していた病院を買い取ったヴァーナーという若い医者が、ホームズの遠縁に当たるという記述が見られる（「ノーウッドの建築業者」）。父はサイガー・ホームズ、母はヴァイオレット・シェリンフォードと言われている（正典に記述はない。複数のシャーロキアンによる様々な説と、ベアリング＝グールドの創作によって生まれた設定である）。出身大学についても本編中にはっきりした記述はない。「グロリア・スコット号事件」ではトレヴァーをカレッジで唯一の友人と記述し、「マスグレーヴ家の儀式」ではレジナルド・マスグレーヴを学寮が同じでちょっとした知り合いと述べている。この2人は同じ大学であるとすると矛盾が生じるため、ホームズは2つの事件の間に大学を変わったのではないかと考えるシャーロキアンもいる。その2校の大学は、ケンブリッジ大学とオックスフォード大学であり、ホームズが1つの大学の学生であったと考えている研究者も、彼が通った大学はこの内のいずれかだろうとみなしている。ホームズはワトソンが書く自分の物語に関してはその書き方を特に批判している（だが、後にワトソンに「そこまで言うなら自分でやるように」と怒られて、自分で書く羽目になった「白面の兵士」では読者を喜ばせるためにワトソンと同じ書き方をしてしまい、反省する一幕がある）。また、ワトソンはホームズの許可をもらわなければその事件に関する物語を書くことはできない。基本的に自分の名を世間に知られるのは好ましくないと考えている（その割には、ワトソンを自分の「伝記作家」と呼ぶこともあるが）ため、中々許可を出さないが（他にも依頼人の立場などを考慮していることもある）、稀にいきなりワトソンに連絡を取って一方的に許可を出すこともある。人物評においては辛辣であり、後にその発言を覆しているものの先輩格であるC・オーギュスト・デュパンやルコックを批判したりしている（『緋色の研究』）。ホームズは女性嫌いとしても知られており、基本的に女性を信用していないようである（「どんなに立派な女性でも100%は信用できない」と言ってワトソンの機嫌を損ねたことがある）。ただし、女性の勘については一目置いており、また、女性には紳士的に接する。ワトソンがメアリー・モースタンと結婚した際にも「お祝いは言わないよ」と言っている。もっとも、メアリーに悪い感情を持っていたわけではないようで結婚後、開業医になったワトソンを事件の捜査において協力を求める際にもメアリー（あるいはそれ以外のワトソンの妻）を気遣うような発言もしている（「株式仲買店員」）。ごくごく稀にだが、女性に惹かれることもあり、「ライオンのたてがみ」で出会ったモード・ベラミー嬢には「彼女に出会っては、どんな青年も無関心ではいられまい」「最も完成された非凡な女性」と感銘を受け、数瞬であるが目を奪われている。彼の多才な能力はそのまま犯罪に使うこともできるため、ホームズ自身、自分が犯罪者になれば大変なことになっていたであろうという旨の発言をし、また、犯罪紛いの行動を取った際にはレストレード警部にも釘を刺されている。再三にわたってナイトの地位を辞退している。本人は肩書きが無いのを好むためと言っているが、その一方でフランス政府からのレジオンドヌール勲章は受章しており（「金縁の鼻眼鏡」）、この矛盾については正典内で明確な説明はない。作者は「シャーロック・ホームズ」と正式に名付ける前に「シェリングフォード」（Sherringford）ないしは「シェリンフォード」（Sherrinford）という仮称を設定しており、後世のパスティーシュ作品にその設定が引用される事がある。日本国内においては「Shellingford」や「Shellinford」と誤って表記される事も多い。